本發(fā)明涉及污水監(jiān)測領(lǐng)域，具體涉及一種抽樣式污水監(jiān)控分析系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)：

水域環(huán)境監(jiān)測是環(huán)境保護的基礎(chǔ)，其目的是為環(huán)境保護提供科學決策的依據(jù)。水域環(huán)境監(jiān)測是環(huán)境保護管理部門監(jiān)管的重要內(nèi)容之一，目前我國對大江、大河、沿海流域、港口、海灣實施日常例行監(jiān)測，對赤潮、溢油、重大污染物泄漏等污染事故，每天需進行一次監(jiān)測。當大江、大河及大型湖泊等突發(fā)水環(huán)境污染事故時，現(xiàn)有常規(guī)手段無法實現(xiàn)迅速、準確、動態(tài)地監(jiān)測與預報，以致環(huán)保和有關(guān)部門難以快速、恰當?shù)刈鞒鰶Q策。

目前所采用的主要方法有定點巡檢和連續(xù)在線監(jiān)測兩種。定點巡檢方法是利用便攜式水質(zhì)監(jiān)測儀人工采樣、實驗室分析的方式，該方式僅限于對河流、湖泊的幾個斷面采樣，采樣頻率從每月數(shù)次到每日數(shù)次，存在耗費人力較大、無法對危險區(qū)域進行監(jiān)測等缺點，并且無法對水環(huán)境參數(shù)進行遠程實時監(jiān)測，存在水質(zhì)監(jiān)測周期長、勞動強度大、數(shù)據(jù)采集速度慢等問題，不能很好地反映水環(huán)境的連續(xù)動態(tài)變化，不易及早發(fā)現(xiàn)污染源并預警，已經(jīng)不能滿足越來越高的環(huán)境監(jiān)測要求。

在線監(jiān)測方法采用由一個中央控制室和若干個監(jiān)測器組成的污水監(jiān)控分析系統(tǒng)對水環(huán)境參數(shù)進行自動連續(xù)監(jiān)測，數(shù)據(jù)遠程自動傳輸，可以實時查詢所設(shè)站點的水環(huán)境參數(shù)，利用傳感器對被監(jiān)測參數(shù)進行測量，然后通過網(wǎng)絡發(fā)送到控制中心來實現(xiàn)監(jiān)測，其數(shù)據(jù)傳輸主要利用公共有線電話網(wǎng)(pstn)或移動電話網(wǎng)(gsm，gprs)進行。

這種污水監(jiān)控分析系統(tǒng)中的監(jiān)測器主要是浸入水中，在水質(zhì)較好的水域監(jiān)測器長期浸入水中還是有較長使用壽命的。但是在對工業(yè)廢水排水口的監(jiān)測中，監(jiān)測器就存在被腐蝕的問題，尤其是在一些水質(zhì)較差的水域（如在工業(yè)廢水排放的水域，或者直接就是監(jiān)測工業(yè)廢水排污口處），這樣的水域內(nèi)的水中存在較多能夠腐蝕監(jiān)測器的物質(zhì)（酸性污水、堿性污水等），監(jiān)測器長期浸在這種污水中，嚴重影響監(jiān)測器使用壽命，增加了污水監(jiān)控分析系統(tǒng)的維護成本。

基于這種現(xiàn)狀，現(xiàn)在急需一種用于污水排污口的水質(zhì)監(jiān)測，并且使用壽命較長的污水監(jiān)控分析系統(tǒng)。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明針對現(xiàn)有的監(jiān)測器在監(jiān)測污水排污口（污水濃度高）時，會被污水腐蝕，嚴重影響使用壽命的技術(shù)問題，提供了一種抽樣式污水監(jiān)控分析系統(tǒng)及方法。

本發(fā)明提供的基礎(chǔ)方案為：抽樣式污水監(jiān)控分析系統(tǒng)，包括：

監(jiān)測器，監(jiān)測器包括ph傳感器、cod檢測端以及重金屬濃度檢測傳感器；

單片機，單片機分別與ph傳感器、cod檢測端以及重金屬濃度檢測傳感器連接，單片機用于接收ph傳感器、cod檢測端以及重金屬濃度檢測傳感器的監(jiān)測信號；

gprs模塊，gprs模塊與單片機連接，用于發(fā)送監(jiān)測信號和接收對單片機的控制信號；

污水抽樣系統(tǒng)，污水抽樣系統(tǒng)包括浸入在污水中并且可在污水沖刷下轉(zhuǎn)動的水輪，水輪上均勻設(shè)置有采樣盒，水輪上方設(shè)置有支出水面的固定架，固定架滑動設(shè)置有采樣桿，水輪的一側(cè)與固定架的側(cè)面轉(zhuǎn)動連接，采樣桿與水輪的另一側(cè)設(shè)置有聯(lián)動桿，采樣桿的底端與聯(lián)動桿的上端鉸接，聯(lián)動桿的下端與水輪側(cè)面非圓心處轉(zhuǎn)動連接，固定架上設(shè)有可使得水輪停止轉(zhuǎn)動的制動系統(tǒng)，制動系統(tǒng)與單片機連接；

其中，ph傳感器、cod檢測端以及重金屬濃度檢測傳感器與采樣桿的頂端之間設(shè)有吊桿，ph傳感器、cod檢測端以及重金屬濃度檢測傳感器均固定在吊桿上，ph傳感器、cod檢測端以及重金屬濃度檢測傳感器在聯(lián)動桿與水輪側(cè)面的連接點位于最低處時，恰好能夠與采樣盒內(nèi)的液體接觸，ph傳感器、cod檢測端以及重金屬濃度檢測傳感器在聯(lián)動桿與水輪側(cè)面的連接點位于最高處時，恰好能夠與采樣盒內(nèi)的液體分離。

本發(fā)明的工作原理及優(yōu)點在于：在污水的排污口，水流是具有一定沖擊力的，正常的監(jiān)測器是長期浸泡在污水中存在容易被腐蝕的問題。但是在本方案中，有污水抽樣系統(tǒng)，在水流的沖擊下，污水抽樣系統(tǒng)中的水輪是會轉(zhuǎn)動的，就像河里的水車一樣。水輪上的采樣盒，一方面能夠增大水流對水輪的沖擊力，另一方面采樣盒也能夠在水輪轉(zhuǎn)動的過程中將污水取出來，達到對污水進行采樣的目的。

在水輪上方設(shè)置的固定架，固定架可以是固定在水底，也可以是吊接在水面，只要固定架漏出水面即可。固定架上設(shè)置有采樣桿，水輪的一側(cè)與固定架的側(cè)面轉(zhuǎn)動連接，采樣桿與水輪的另一側(cè)設(shè)置有聯(lián)動桿，采樣桿的底端與聯(lián)動桿的上端鉸接，聯(lián)動桿的下端與水輪側(cè)面非圓心處轉(zhuǎn)動連接。這樣，在水輪轉(zhuǎn)動的過程中，由于聯(lián)動桿的下端與水輪側(cè)面的非圓心處轉(zhuǎn)動連接，就起到了類似凸輪的效果，能夠讓采樣桿上下移動。

ph傳感器、cod檢測端以及重金屬濃度檢測傳感器與采樣桿的頂端之間設(shè)有吊桿，ph傳感器、cod檢測端以及重金屬濃度檢測傳感器均固定在吊桿上，ph傳感器、cod檢測端以及重金屬濃度檢測傳感器在聯(lián)動桿與水輪側(cè)面的連接點位于最低處時，恰好能夠與采樣盒內(nèi)的液體接觸，ph傳感器、cod檢測端以及重金屬濃度檢測傳感器在聯(lián)動桿與水輪側(cè)面的連接點位于最高處時，恰好能夠與采樣盒內(nèi)的液體分離。這樣在水輪轉(zhuǎn)動的過程中，監(jiān)測器會隨著采樣桿上下移動而與采樣盒內(nèi)的污水分離、接觸。水輪上的制動系統(tǒng)是受單片機控制的，當接收到不需要采樣測量時，制動系統(tǒng)啟動，水輪停止轉(zhuǎn)動，水輪停止轉(zhuǎn)動的角度是讓監(jiān)測器與采樣盒內(nèi)污水分離的角度。這樣監(jiān)測器就與污水分離了，不會出現(xiàn)監(jiān)測器長期浸泡在污水中的情況，避免了監(jiān)測器被污水腐蝕，從而達到延長監(jiān)測器使用壽命的目的。

本發(fā)明抽樣式污水監(jiān)控分析系統(tǒng)，通過污水抽樣系統(tǒng)中的采樣盒，利用的是水流的沖擊將污水從水域中取出，監(jiān)測器對采樣出的污水監(jiān)測后，又會與污水分離，避免了監(jiān)測器長時間浸泡在污水中，減少了污水與監(jiān)測器的接觸時間，從而達到延長監(jiān)測器使用壽命的目的。并且整個系統(tǒng)通過gprs模塊實現(xiàn)遠程控制，遠程采集數(shù)據(jù)，極大的減小了工作量。

進一步，所述制動系統(tǒng)包括電磁鐵、簧片以及設(shè)置在水輪靠近固定架的側(cè)面上的凸臺，電磁鐵和簧片均設(shè)置在水輪上，電磁鐵與單片機連接。當電磁鐵通電時，簧片貼近電磁鐵，水輪能夠正常轉(zhuǎn)動；當控制電磁鐵斷電簧片向外彈出，簧片擋住凸臺。這樣能夠較好的控制水輪停止轉(zhuǎn)動的角度。

進一步，所述水輪內(nèi)設(shè)有發(fā)電機，固定架上設(shè)有蓄電池，發(fā)電機與蓄電池連接，蓄電池為單片機、監(jiān)測器、電磁鐵及gprs模塊供電。這樣的設(shè)計充分利用污水的沖擊力發(fā)電，延長蓄電池的使用時間，減少了工作人員更換蓄電池的工作量。

進一步，所述采樣桿包括上桿和下桿，上桿和下桿均為中空結(jié)構(gòu)，上桿和下桿之間設(shè)有電機，電機固定在下桿內(nèi)部，上桿與下桿之間螺紋連接，電機與單片機連接，單片機控制電機啟動與停止?？赏ㄟ^控制電機轉(zhuǎn)動，讓上桿與下桿之間產(chǎn)生相對轉(zhuǎn)動，從而達到調(diào)節(jié)上桿和下桿的總長度，即達到調(diào)節(jié)采樣桿長度的目的。當采樣桿較短時，采樣桿的上下移動，能夠讓監(jiān)測器與采樣盒的污水切換分離、接觸的狀態(tài)，當采樣桿足夠長時，就能夠讓監(jiān)測器一直與分離狀態(tài)，此時就方便水輪一直轉(zhuǎn)動，為蓄電池提供電力。至于為什么不直接用這樣的方式切換監(jiān)測器與污水的接觸狀態(tài)，主要原因在于，這樣的設(shè)計必然會讓上桿或下桿上的螺紋與污水相接觸，螺紋被腐蝕之后，使用壽命基本只有幾次，在本方案中，上桿和下桿均不會直接與污水接觸，因此采用這樣的方式。

抽樣式污水監(jiān)控分析方法，包括如下步驟：

采樣步驟，采用污水抽樣系統(tǒng)，將污水從水域中取出，監(jiān)測器對取出的污水進行監(jiān)測；

處理步驟，單片機對監(jiān)測器的監(jiān)測結(jié)果進行處理；

傳輸步驟，單片機將處理結(jié)果傳遞到gprs模塊，gprs模塊將結(jié)果發(fā)送；

其中，污水抽樣系統(tǒng)將污水從水域中取出，利用的是水流的沖擊，監(jiān)測器對采樣出的污水監(jiān)測后，又會與污水分離。

本方法的優(yōu)勢在于：通過污水抽樣系統(tǒng)，利用的是水流的沖擊將污水從水域中取出，監(jiān)測器對采樣出的污水監(jiān)測后，又會與污水分離，避免了監(jiān)測器長時間浸泡在污水中，減少了污水與監(jiān)測器的接觸時間，從而達到延長監(jiān)測器使用壽命的目的。

進一步，監(jiān)測器與污水分離的動力均來自于水流的沖擊。這樣的設(shè)計能夠充分利用水的沖擊力，減少額外的能量輸入。

附圖說明

圖1是本發(fā)明抽樣式污水監(jiān)控分析系統(tǒng)實施例1的主視圖；

圖2是本發(fā)明抽樣式污水監(jiān)控分析系統(tǒng)實施例1的左視圖；

圖3是本發(fā)明抽樣式污水監(jiān)控分析系統(tǒng)實施例1的右視圖。

具體實施方式

下面通過具體實施方式對本發(fā)明作進一步詳細的說明：

說明書附圖中的附圖標記包括：監(jiān)測器10、水輪20、采樣盒21、固定架22、采樣桿23、聯(lián)動桿24、電磁鐵30、簧片31、凸臺32。

實施例1

抽樣式污水監(jiān)控分析方法，包括如下步驟：

采樣步驟，采用污水抽樣系統(tǒng)，將污水從水域中取出，監(jiān)測器10對取出的污水進行監(jiān)測；

處理步驟，單片機對監(jiān)測器的監(jiān)測結(jié)果進行處理；

傳輸步驟，單片機將處理結(jié)果傳遞到gprs模塊，gprs模塊將結(jié)果發(fā)送；

其中，污水抽樣系統(tǒng)將污水從水域中取出，利用的是水流的沖擊，監(jiān)測器對采樣出的污水監(jiān)測后，又會與污水分離。

本方法是通過如下系統(tǒng)實現(xiàn)的，基本如附圖1所示，抽樣式污水監(jiān)控分析系統(tǒng)，包括：

監(jiān)測器10，監(jiān)測器10包括ph傳感器、cod檢測端以及重金屬濃度檢測傳感器；

單片機，單片機分別與ph傳感器、cod檢測端以及重金屬濃度檢測傳感器連接，單片機用于接收ph傳感器、cod檢測端以及重金屬濃度檢測傳感器的監(jiān)測信號；

gprs模塊，gprs模塊與單片機連接，用于發(fā)送監(jiān)測信號和接收對單片機的控制信號；

污水抽樣系統(tǒng)，污水抽樣系統(tǒng)包括浸入在污水中并且可在污水沖刷下轉(zhuǎn)動的水輪20，水輪20上均勻設(shè)置有采樣盒21，水輪20上方設(shè)置有支出水面的固定架22，固定架22滑動設(shè)置有采樣桿23，水輪20的左側(cè)與固定架22的側(cè)面轉(zhuǎn)動連接，采樣桿23與水輪20的右側(cè)設(shè)置有聯(lián)動桿24，采樣桿23的底端與聯(lián)動桿24的上端鉸接，聯(lián)動桿24的下端與水輪20側(cè)面非圓心處轉(zhuǎn)動連接，固定架22上設(shè)有可使得水輪20停止轉(zhuǎn)動的制動系統(tǒng)，制動系統(tǒng)與單片機連接；所述制動系統(tǒng)包括電磁鐵30、簧片31以及設(shè)置在水輪20靠近固定架22的側(cè)面上的凸臺32，電磁鐵30和簧片31均設(shè)置在水輪20上，電磁鐵30與單片機連接。當電磁鐵30通電時，簧片31貼近電磁鐵30，水輪20能夠正常轉(zhuǎn)動；當控制電磁鐵30斷電簧片31向外彈出，簧片31擋住凸臺32。這樣能夠較好的控制水輪20停止轉(zhuǎn)動的角度。即凸臺32、簧片31以及電磁鐵30位于同一圓周上。

其中，ph傳感器、cod檢測端以及重金屬濃度檢測傳感器與采樣桿23的頂端之間設(shè)有吊桿（未繪出），ph傳感器、cod檢測端以及重金屬濃度檢測傳感器均固定在吊桿上，ph傳感器、cod檢測端以及重金屬濃度檢測傳感器在聯(lián)動桿24與水輪20側(cè)面的連接點位于最低處時，恰好能夠與采樣盒21內(nèi)的液體接觸，ph傳感器、cod檢測端以及重金屬濃度檢測傳感器在聯(lián)動桿24與水輪20側(cè)面的連接點位于最高處時，恰好能夠與采樣盒21內(nèi)的液體分離。

具體使用時：水輪的材料可以選用密度較小的材料，當然水輪20也可以是空心的結(jié)構(gòu)，只要水輪20能夠浮在水面上就行，本實施例中選用的密度較小的塑料材質(zhì)的水輪20，保證在水位上漲的時候，監(jiān)測器10不會與污水接觸，為達到這種效果，那么水輪20與固定架22之間的連接點也應該是可以隨水位變化而變化的，那么固定架上就要設(shè)置一個通槽，水輪與通槽之間設(shè)置一根轉(zhuǎn)軸，轉(zhuǎn)軸與水輪20轉(zhuǎn)動連接，轉(zhuǎn)軸與通槽滑動連接，轉(zhuǎn)軸在通槽內(nèi)還設(shè)置一個防止兩者脫離的圓盤即可。

類似單片機、gprs模塊等固定在固定架頂端或者其他不與污水接觸的位置即可。

實施例2

與實施例1中的抽樣式污水監(jiān)控分析系統(tǒng)相比，不同之處僅在于，所述水輪20內(nèi)設(shè)有發(fā)電機，固定架22上設(shè)有蓄電池，發(fā)電機與蓄電池連接，蓄電池為單片機、監(jiān)測器10、電磁鐵30及gprs模塊供電。這樣的設(shè)計充分利用污水的沖擊力發(fā)電，延長蓄電池的使用時間，減少了工作人員更換蓄電池的工作量。

實施例3

與實施例2中的抽樣式污水監(jiān)控分析系統(tǒng)相比，不同之處僅在于，所述采樣桿23包括上桿和下桿，上桿和下桿均為中空結(jié)構(gòu)，上桿和下桿之間設(shè)有電機，電機固定在下桿內(nèi)部，上桿與下桿之間螺紋連接，電機與單片機連接，單片機控制電機啟動與停止。

以上所述的僅是本發(fā)明的實施例，方案中公知的具體結(jié)構(gòu)及特性等常識在此未作過多描述。應當指出，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明結(jié)構(gòu)的前提下，還可以作出若干變形和改進，這些也應該視為本發(fā)明的保護范圍，這些都不會影響本發(fā)明實施的效果和專利的實用性。本申請要求的保護范圍應當以其權(quán)利要求的內(nèi)容為準，說明書中的具體實施方式等記載可以用于解釋權(quán)利要求的內(nèi)容。